世界上最老的遗传工程师(图)

【字体: 时间:2002年05月29日 来源:

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    [生物通讯]病毒可能被人类视作生命世界的“灾星”,它们为了自己的私利劫持生物体的遗传机器,引起从湿疹到艾滋病等各种疾病。但一类黄蜂却偏偏逆流而上,以敌为友。5月29日的美国《国家科学院学报》(PANS)上的一篇文章显示,黄蜂与病毒之间的联姻自恐龙时代起就走向稳固了。

    寄生的小苋蜂(黄蜂的一种)有着“血淋淋”的生活方式:它们寄居在活毛毛虫中产卵,幼虫由内而外彻底将将毛虫吞食掉。最终,当毛虫变成不过是装满黄蜂幼虫的口袋时,寄生黄蜂就破袋而出,化蛹,脱胎换骨为发育完全的成年黄蜂。[AD340X300] 毛虫并非毫无抵御能力,相反,它们有专门形成密闭包膜包围这些入侵者的血液细胞。而黄蜂的对策则是招募所谓的多DNA病毒(polydnaviruse,一类无脊椎动物病毒--译者注)来挫败毛虫的反击。

    20世纪90年代,研究人员曾发现,多DNA病毒以黄蜂染色体一部分的形式在黄蜂体内过着一种蛰居生活 ,伊利诺斯大学的昆虫学家Jim Whitfield说道。但在成熟雌黄蜂的卵巢中,多DNA病毒突破细胞膜,重获自由,附着到卵细胞外部。与卵细胞一起进入毛虫体内后,多DNA病毒生产出阻止毛虫血液细胞形成包围黄蜂幼虫的包膜的蛋白质。其中一些蛋白质竟是黄蜂的毒液,这说明通过天然的遗传工程,黄蜂基因已被转移到病毒中。

    在这项新研究中,Whitfield证明黄蜂和多DNA病毒之间的共生关系已发展很久了。在新泽西和波罗的海发现的琥珀显示,里面包被的如今这些携带多DNA病毒的小苋蜂有着4500万到9300万年的进化史。为缩小此时间范围,Whitfield研究了来自28个黄蜂物种的3个基因的序列并利用物种之间的DNA差异绘制出黄蜂的进化树。这28个物种有些携带多DNA病毒,有些没有。Whitfield用来确定进化分支年代的化石都是已经确定年代日期的化石。他发现,携带多DNA病毒的黄蜂出现于7400万年前。

    昆虫学家们对于最终明确了黄蜂与多DNA病毒复杂的“互惠互利的联姻”开始的时间感到十分高兴。亚利桑那大学研究细菌与蚜虫长期共生的Nancy Moran表示:“这是漫长进化史中,昆虫与微生物之间互作的又一典范。”

生物通摘译自SCIENCE NOW

 

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